2000년대 초중반 국내 고속도로 교량에 LMC계 교면포장이 도입된 이후, 우수한 수밀성 및 내구성과 기존 바닥판 콘크리 트와 유사한 열팽창 특성에 기반한 구조적 일체성 확보의 장점으로 신설 및 유지관리 현장에서 폭넓게 활용되어 왔다. 이후 조강·초속경 시멘트를 적용한 다양한 공법이 개발되면서 초기 개방 시간 단축 및 교통 통제 최소화를 위한 기술적 확장이 이루어졌으며, 국내 교면포장 기술은 재료 및 시공 측면에서 지속적으로 발전해왔다. 그러나 준공 후 일정 기간이 경과한 교량에서 들뜸, 탈락, 균열 등 손상이 반복적으로 보고되고 있으며, 이에 따른 장기 공용성 저하와 유지관리 비용 증가 문제 가 제기되고 있다. 기존 연구는 실내 물성시험 및 단기 성능 평가에 집중되어 왔으며, 실제 공용 중인 다수 교량을 대상으 로 교통·환경 인자를 통합 고려한 장기 성능 분석은 제한적인 실정이다. 이에 본 연구에서는 실교량 기반의 공용성 데이터 베이스를 구축하고, 누적 교통하중과 환경하중을 포함한 다양한 인자와 손상지표 간의 통계적 분석을 수행함으로써 LMC 교 면포장의 장기 성능 특성을 정량적으로 평가하고자 한다. 이후 통계적 유의성 검정과 함께, 향후 성능 예측 모델 개발 및 고도화를 통해 성능기반 유지관리 의사결정 체계를 위한 기초 자료로 사용될 수 있다.

겨울철 도로 결빙은 대형 연쇄 추돌 사고를 유발하는 치명적인 위험 요인이다(Kim et al., 2024). 국내에서는 이러한 기 상재해에 선제적으로 대응하기 위해 국토교통부를 중심으로 「결빙 취약구간 재평가 및 관리지침」을 개정하는 등 국가 인프라 안전 관리 체계를 강화해 왔다(MOLIT, 2021). 그러나 현행 지침에 따른 위험도 평가 방식은 주로 과거 사고 이 력이나 고가의 노면 감지 센서 데이터에 의존하고 있어, 기초 기상 인자만을 활용해 실시간으로 위험을 인지하고 즉각 대응해야 하는 현장 실무자들에게는 방법론적 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 기상청 API 등을 통해 상시 확보 가능 한 기온, 습도 데이터를 활용하여 결빙 사고 유발 인자 간의 비선형적 상관관계를 정량적으로 분석하였다. 특히 Support Vector Machine(SVM) 알고리즘을 적용하여 최적의 결정 경계를 도출함으로써 실시간 위험도 예측의 정밀도를 확보하 였으며, 복잡한 수치 해석 과정 없이도 객관적인 판단이 가능한 데이터 기반 지표를 제시하였다. 본 연구의 결과는 향후 지능형 도로 안전 관리 전략 수립을 위한 선제적 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

도로 운송 부문은 전 세계 에너지 관련 온실가스 배출의 약 23%를 차지하며, 전 세계적인 물류 수요 증가와 도시화로 인 해 향후에도 지속적인 증가 추이를 보일 것으로 예측된다. 이러한 기후 위기 상황에서 차량의 연비를 개선하여 탄소 배출량 을 저감하기 위한 기술적 노력이 다각도로 진행되고 있다. 이 중 도로 포장과 차량 간의 복잡한 물리적 상호작용인 Pavement-Vehicle Interaction(PVI)은 포장체의 처짐으로 인해 발생하는 추가 연료 소모량(Excess Fuel Consumption, EFC)을 결정하는 핵심적인 요소로 주목받고 있다. 본 연구는 도로 포장과 차량의 상호작용으로 인해 발생하는 추가 연료 소모량을 산정함에 있어, 포장 재료의 에너지 소산 특성을 정의하는 감쇠 모델과 하중 하단에서의 포장 처짐 기울기를 계산하는 경사도 산정 방법이 미치는 영향을 정량적으로 비교 분석하였다. 구체적으로, 점성 감쇠 모델과 이력 감쇠 모델을 각각 적용하여 포장의 동적 응답을 도출하였다. 또한, 기 존의 선형 및 상수 기반 경사 산정 방식의 한계를 극복하기 위해, 본 과업에서 제시하는 하중 재하 지점의 순간 기울기를 산정하는 수치적 방법론을 검토하였다. 해석 결과, 선택된 감쇠 모델의 종류와 경사도 산정 방식의 조합에 따라 최종적으로 도출되는 연료 소모량 산정 결과에 유의미한 수치적 차이가 발생함을 확인하였다. 특히 이력 감쇠 모델과 순간 기울기 방식 의 결합은 기존 모델들이 간과했던 포장체의 비대칭적 처짐 거동을 더욱 정밀하게 포착함으로써, 보다 현실적인 탄소 배출 량 예측 근거를 제시하였다

본 연구는 도로 관리 주체의 Scope-3 배출량을 포함한 교량의 탄소 배출량을 정량적으로 산정하는 것을 목표로 한다. 기존의 탄소 배출량 산정 방식은 주로 직접 배출(Scope-1)과 간접 배출(Scope-2)에 초점을 맞추었으나, 도로 및 교량과 같은 사회간접자본(SOC) 시설에서 발생하는 Scope-3 배출량을 포함하는 종합적인 평가가 필요하다. 이를 위해 HDM-4 모델을 활용하여 교량의 노면 상태(IRI, Roughness)에 따른 연료 소비량 변화를 분석하였으며, PSC BEAM교를 대상으로 사례 연구를 진행하였다. 연구에서는 공기 저항, 구름 저항, 구배 저항 등의 주요 동력 저항 요소를 고려하여 연료 소비량을 산정하였으며, 이를 통해 단위시간당 연료소모량(IFC)과 총 연료 소비량을 평가하였다. 연구 결과, 도로 관리 주체가 교량 운영 단계에서 발생하는 Scope-3 배출량을 정확히 평가하는 것이 전체 탄소 배출량 산정에서 중요한 요소임을 확인하였다. 본 연구는 향후 도로 및 교량 설계, 유지보수 단계에서 탄소 저감 전략을 수립하 는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

국제사회는 1992년 유엔기후변화협약(UNFCCC), 1997년 교토의정서, 2015년 파리협정, 2018년 IPCC ‘1.5℃ 특별보고서’ 채택을 통하여 온실가스 감축 목표를 세워 기후 문제에 대응하고자 하였다. 이러한 흐름에 대한민국은 2020년 ‘2050 탄 소중립 선언 및 비전을 선포하였고, 2021년 탄소중립기본법을 제정하였다. 이중 도로 건설도 환경영향평가의 대상으로 설정하여 인프라 시설물의 탄소중립에 노력을 기울이고 있다. 하지만 2011년 국토교통부의 ‘시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인’ 외 구체적인 생애주기 분석 방법이 부재한 상황이며 기수행된 연구에서는 전과정이 아닌 특정 수명주기에 집중하였던 단점이 존재하였다. 특히 수명주기 중 사용단계는 시설물 이용, 유지관리, 에너지 및 용수 사용 등의 내용을 포함하며 2023년 세계 경제 포럼은 사용단계의 탄소배출량이 평균적으로 전체 탄소배출량의 70%를 차지한다고 발표하였 기 때문에 사용단계의 탄소배출량을 산정하는 것은 중요하다. 따라서 본 연구에서는 국제 표준 ISO 21930:2017의 전과정 평가 LCA(Life Cycle Assessment) 방법과 국토교통부의 ‘시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인’을 따라 국내 탄소배출 계수를 기반으로 도로건설 전과정의 생애주기 구분을 하였고, 탄소배출량을 산정하였다. 이를 통해 국내 환경영향평가 방법의 보완에 기여하고자 한다.

PURPOSES : The study aims to establish a comprehensive life cycle assessment model for bridges in South Korea considering domestic carbon emission factors. The main aims are to evaluate the carbon emission of bridge construction, focusing on the Seong-ri Bridge as a case study, and to improve national environmental policies and management strategies. METHODS : We utilized the life cycle assessment (LCA) methodology, adhering to standards set by ISO, to categorize each phase of the bridge's life cycle. The process involved selecting the bridge type based on the compilation of a detailed analysis range. The analysis covered various stages from raw material supply (A1-A3) to construction (A4-A5) and maintenance (B2-B5), excluding certain stages due to data unavailability. Carbon emission factors were then applied to quantify emissions at each stage. RESULTS : The findings indicate that the raw material production phase (A1-A3) contributes to approximately 96% of the total carbon emissions, highlighting its significant impact. We report detailed calculations of emissions using domestically developed emission factors for materials such as steel and concrete and establish a carbon emission per unit length measure for comparative analysis with other infrastructure. CONCLUSIONS : We leveraged LCA ISO standards to analyze each stage of the Seong-ri bridge, calculating its carbon emissions based on domestic factors for CO2, CH4, and N2O. By tailoring the study to Korea-specific emission factors, we develop a greenhouse gas model closely aligned with the nation’s environmental conditions. The results contribute to improving environmental impact assessments and strategically aiding national policy and management decisions.

최근의 국제사회는 경제성장에 따른 기상이변의 방지를 위한 국가 간 기후변화협력 체결(1992년)을 시작으로 환경 오염물질 배출 저감을 요구하고 있다(Moon et al, 2014). 따라서 최근에는 전 세계적으로 지구온난화와 기후변화의 원인이 되는 온실가스의 발생을 줄 이고자 노력하고 있으며, 건설 산업은 이러한 온실가스 배출량의 주요 원인으로 인식되고 있다(Kong et al., 2016) 교량 건설사업이 환 경에 미치는 정도를 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)방법을 활용하여 재료 및 공법의 지속가능성에 대한 객관적, 정량적 평가 체계를 구축하고자한다. 본 연구에서는 선행적으로 국내외 환경성적표지제도(Environment Product Declaration, EPD), 탄소발자국(Carbon footprint) 등을 분석함으로써, LCA 관련 제도에 대한 전반적인 동향을 파악하였다. 그다음, 국제적으로 통용되고 있는 제품 범주 규칙 (PCR)과 환경제품선언(EPD) 사례를 분석하여 LCA 관련 분석 범위를 확인했으며, 전과정영향평가(LCIA) 방법론과 국내외 LCI DB(Ecoinvent, Athena Pavement LCA, LCA PAVE 등)을 분석함으로써 국내외 환경 영향인자 관련 기술자료를 확보하였다. 또한, 건설 자재, 시공, 유지 관리 관련 설계 명세서, 표준품셈, 단가 산출표를 분석함으로써, 자재 투입량, 장비 연료 소모량에 대한 기초 DB를 도출하였다. 기존 프로그램을 토대로 고속도로 온실가스 산정 프로그램을 개발하여 건설자재, 수송, 시공, 유지 관리 단계에서의 탄소 배출량 산정 사례 분석을 수행했다. 교량 분야는 STEEL BOX교를 선정했다. 이에대하여 건설자재. 시공, 수송, 유지관리에 탄소배출량 을 산정하였다. 산정된 결과를 바탕으로 LCA분석의 기틀을 마련하였으며, 이를 통하여 추후 추가적인 기초 DB를 추가하여 교량 분야 전과정평가 LCA를 분석하기 위한 플랫폼을 제작할 예정이다.

산업화에 따른 이산화탄소 등 온실가스 발생량의 증가는 지구 온난화 현상을 가속화 하였다. 이러한 현상은 지난 수 세기동안 지속 되어왔으며 최근 우리 인간 삶에 지대한 영향을 미치고 있다. 이러한 위험에 따라 주요 선진국들은 에너지 감축 및 온실가스 배출량 제한에 대하여 매우 적극적인 입장을 취하고 있다. 유럽연합(EU)은 온실가스 배출 절감을 위해 시행 중인 ‘탄소배출권 거래제(Emission Traiding System)’ 개혁안에 대하여 합의하여 2050년까지 인위적 생성되는 탄소 배출량을 자연적으로 흡수되는 양과 동일하게 하는 ‘탄 소중립’을 목표로 제시하였다. 국내에선 환경영향평가의 대상이 되는 계획 및 개발사업에 도로건설이 포함되는 ‘탄소중립기본법 시행 령’이 지난 3월 의결되어 시행되었다. 이렇듯, 국내외에선 이러한 탄소저감 제도 구축에 노력을 기울이고 있다. 국내에선 도로건설이 환경영향평가의 대상으로 설정되었으나 2011년 국토교통부에서 배포한 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인 외의 구체적인 생애주기 분석 방법이 부재한 상황이다. 따라서 본 연구에서 국제 표준 ISO 14040의 전과정평가 LCA(Life Cycle Assessment) 방법과 2011년 국 토교통부의 시설물별 탄소배출량 산정 가이드라인을 따라 국내 LCI DB(Life Cycle Inventory Data Base)를 활용한 도로 분야의 전과정 탄소 배출량을 산정하였다. 이후 장비 연료 소모량과 자재 사용에 대한 국내외 LCI DB를 추가하여 도로 건설 전 과정에 대한 LCA 분석 플랫폼을 제작할 예정이다.